Trabajo cardíaco, consumo de oxígeno y eficiencia
- Concepto
- Para completar
El corazón gasta energía para empujar sangre contra la presión. Bombear contra una presión alta cuesta mucho más oxígeno que bombear más volumen.
También llamado: Trabajo sistólico, Consumo miocárdico de oxígeno, Índice tensión-tiempo, Doble producto
Véalo en 3D: Ventrículo izquierdo · Aorta ascendente
Qué es
En cada latido el ventrículo realiza trabajo externo, sobre todo trabajo de presión–volumen (elevar la sangre a la presión arterial) y una pequeña parte como energía cinética. Su consumo de oxígeno depende sobre todo de la tensión de la pared y de cuánto dura, además de la frecuencia cardíaca y la contractilidad. Solo entre una quinta y una cuarta parte de la energía química se convierte en trabajo; el resto se convierte en calor.
Cómo funciona, paso a paso
- La energía viene de la oxidación: ≈ 70–90 % de ácidos grasos en reposo, el resto de lactato y glucosa; con reservas mínimas, el consumo de O₂ equivale al gasto de energía.
- La mayor parte del O₂ se gasta en generar y sostener la tensión sistólica, así que una presión más alta (poscarga) eleva mucho el consumo.
- Un radio mayor necesita más tensión para la misma presión (Laplace), así que un corazón dilatado gasta más O₂ por unidad de trabajo.
- Las frecuencias altas suman más periodos de tensión por minuto; la inotropía positiva encarece cada latido.
- Aumentar el volumen a igual presión aprovecha el mecanismo de Frank–Starling con poca tensión extra, así que es barato.
- La extracción coronaria de O₂ ya es ≈ 70–75 % en reposo, así que la demanda extra debe cubrirse con más flujo coronario.
- Al subir la presión arterial, el ventrículo sano mantiene el gasto casi constante (se estira un poco y late con más fuerza) hasta presiones muy altas; luego el gasto cae.
Ciclo presión–volumen del ventrículo izquierdo
VTD 120 mLVTS 50 mLVS 70 mLFE 58 %PTS 105 mmHg
Normal
Ciclo normal: VTD ≈ 120 mL, VTS ≈ 50 mL, VS ≈ 70 mL y FE ≈ 60 %. El ancho del ciclo es el volumen sistólico y su área es el trabajo sistólico.
Toque una esquina del ciclo (MC, AO, AC, MO) para ver el evento valvular.
- Ciclo actual
- Ciclo normal
- ESPVR (contractilidad, Ees)
- EDPVR (llenado pasivo)
- Ea (poscarga arterial)
- Volumen sistólico (VS)
Ecuaciones
- VS
- volumen sistólico
- PAM
- presión arterial media
- PTDVI
- presión telediastólica del ventrículo izquierdo
Equivale al área del asa presión–volumen; ≈ 1 J por latido para el ventrículo izquierdo en reposo.
- σ
- estrés de pared
- P
- presión ventricular
- r
- radio de la cavidad
- h
- grosor de la pared
La dilatación aumenta el estrés a igual presión; la hipertrofia (mayor h) lo vuelve a bajar.
- FC
- frecuencia cardíaca
- PAS
- presión arterial sistólica
Índice práctico de la demanda miocárdica de O₂; ≈ 70 × 120 = 8 400 en reposo.
Normal ≈ 20–25 %.
Valores de referencia (adulto en reposo)
| Parámetro | Valor | Nota |
|---|---|---|
| Consumo miocárdico de O₂ | ≈ 8–10 mL O₂/min por 100 g | |
| Extracción coronaria de O₂ | ≈ 70–75 % | |
| Trabajo sistólico del ventrículo izquierdo | ≈ 1 J por latido | |
| Parte cinética del trabajo del VI | ≈ 1 % | > 50 % posible en la estenosis aórtica |
| Eficiencia mecánica | ≈ 20–25 % | ≈ 5–10 % en la insuficiencia cardíaca |
| Doble producto | ≈ 7 000–10 000 mmHg/min | la angina suele aparecer en un valor reproducible |
Valores aproximados de un adulto sano en reposo; cada laboratorio define sus propios rangos.
Correlación clínica
- La hipertensión y la estenosis aórtica cargan al ventrículo con trabajo de presión: hipertrofia, alta demanda de O₂ y angina incluso con coronarias normales.
- Los betabloqueadores bajan la frecuencia, la contractilidad y la presión sistólica, y reducen la demanda de O₂; por eso ayudan en la angina estable.
- En la angina estable, el dolor suele aparecer cada vez con el mismo doble producto: el techo de aporte de una arteria estrechada.
Póngase a prueba
Piense la respuesta y toque la pregunta para verla.
Dos corazones duplican su trabajo sistólico, uno duplicando el volumen sistólico y otro la presión. ¿Cuál consume más O₂ y por qué?
El que tiene carga de presión. El consumo de O₂ sigue a la tensión de la pared × tiempo; subir la presión eleva la tensión en cada latido, mientras que subir el volumen usa el mecanismo de Frank–Starling, barato.
¿Por qué aumenta tanto la parte cinética del trabajo del ventrículo izquierdo en la estenosis aórtica grave?
La energía cinética crece con el cuadrado de la velocidad; la sangre debe pasar la válvula estrecha a gran velocidad, así que buena parte del trabajo se va en acelerarla.
¿Por qué un ventrículo dilatado e insuficiente consume más O₂ para el mismo trabajo?
Por la ley de Laplace, un radio mayor necesita más tensión de pared para generar la misma presión, así que la eficiencia cae (a ≈ 5–10 %).
La angina de un paciente empieza con una frecuencia de 110/min y una presión sistólica de 150 mmHg. ¿Cuál es el doble producto y qué significa?
16 500 mmHg/min. Estima la demanda de O₂ a la que se supera el aporte por la arteria coronaria estrechada; bajar la frecuencia o la presión retrasa la angina.
Véalo en 3D
Las estructuras de la anatomía 3D de Durgical donde ocurre.
Conexiones
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En Farmacología1
Contenido educativo de fisiología; no es una guía diagnóstica ni de tratamiento y no reemplaza la indicación de un profesional de la salud. Los valores son de referencia aproximada. No incluye dosis.
Fuentes: Stable Angina (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2025); Aortic Stenosis (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2025); Heart Failure (Congestive Heart Failure) (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2025).
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